Bloch je študiral na Tehniški[[Švicarska visokidržavna šolitehniška ([[Eidgenössischevisoka Technischešola HochschuleZürich|ETHTehniški visoki šoli]] (ETH) v Zürichu. Diplomiral je leta 1927. Študij [[fizika|fizike]] je nadaljeval na [[Univerza v Leipzigu|Univerzi v Leipzigu]] in tam leta 1928 [[doktorat|doktoriral]]. Ostal je v [[Nemčija|Nemčiji]] in deloval s [[Werner Karl Heisenberg|Heisenbergom]], [[Wolfgang Ernst Pauli|Paulijem]], [[Niels Henrik David Bohr|Bohrom]] in [[Enrico Fermi|Fermijem]]. Leta 1933 je zapustil nacistično Nemčijo in leta 1934 je začel delati na [[Univerza Stanford|Univerzi Stanford]]. Leta 1939 je dobil ameriško [[državljanstvo]]. Med [[druga svetovna vojna|2. svetovno vojno]] je delal na področju [[atomska energija|atomske energije]] v [[Narodni laboratorij Los Alamos|Narodnem laboratoriju]] v [[Los Alamos, Nova Mehika|Los Alamosu]]. Potem se je pridružil projektu izdelave [[radar]]ja na Univerzi Harvard.
Po vojni se je ostredotočil na raziskave [[jedrska indukcija|jedrske indukcije]] in [[jedrski magnetizem|magnetizma jedra]]. Leta 1952 je za svoje delo o jedrskem magnetizmu skupaj s [[Edward Mills Purcell|Purcellom]] prejel [[Nobelova nagrada za fiziko|Nobelovo nagrado za fiziko]]. Med letoma 1954 in 1955 je predsedoval [[Evropska organizacija za jedrske raziskave|CERN]]u. Leta 1961 so ga izvolili za [[Max Stein|Steinovega]] profesorja fizike na Univerzi Stanford.
